PDM的概念及其技术特点

产品数据管理从前面几章的介绍可以知道，并行工程在信息集成的基础上，更强调功能上和过程上的集成，强调产品开发队伍的协同工作。并且知道了数字化产品建模是是实现产品开发过程中的各种活动统一协调和并行的关键。但是，为了能够实现在分布式环境中群体活动的信息交换与共享并对设计过程进行动态调整和监控，还能支持多功能团队的协同工作，实现对并行工程的支持，保证在并行设计过程中，把正确的信息、在正确的时刻、利用正确的方式、传递给正确的人，以及在统一信息平台下实现不同历史时期和不同的需求发展起来的孤立的信息系统CAx、DFx和MRPII系统的集成，并行工程离不开产品数据管理(ProductDataManagement,英文缩写PDM)系统本章主要阐述了产品数据管理的概念、特点和实施方法，并且利用实例重点说明了面向并行工程的产品数据管理的作用、方法和实施。PDM的概念及其技术特点产品数据管理技术是九十年代初期才发展起来的一门新兴数据管理技术，是一门管理与产品相关的所有数据以及这些数据的处理流程的技术。随着计算机应用的发展和竞争环境的变化，高效地管理与产品相关的所有信息就变得越来越重要。相关的应用也从早期的专用CAD/CAM/CAE集成系统、电子文档管理系统发展到目前的产品数据管理系统。产品数据管理是一种工具,它能够提供一种结构化方法,有效地、有规则地存取、集成、管理、控制产品数据和数据的使用流程。5.1.1PDM的基本概念产品数据管理是指某一类软件的总称。CIMdata的定义是:“PDM是一种帮助工程师和其他人员管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM系统确保跟踪设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产品”。如果说得再细致一点，我们可以这样理解PDM：从软件来看，PDM是一个介于基础信息结构软件和应用软件之间的一种框架软件系统。以此框架为基础，高度集成各种应用而组成的系统，可提供使制造者全面管理、紧密跟踪、适度控制、适时查看围绕产品设计、开发及整个工程过程中的所有与产品相关的数据。从产品来看，PDM系统可帮助组织产品设计，完善产品结构修改，跟踪进展中的设计概念，及时方便地找出存档数据以及相关产品信息。从过程来看，PDM系统可协调组织整个产品生命周期内诸如设计审查、批准、变更、工作流优化以及产品发布等过程事件。5.1.2PDM与企业信息集成PDM在企业的信息集成过程中可以被看作是起到一个集成框架（Framework）的作用，各种应用程序诸如CAD/CAM/CAE、EDA、OA、CAPP、MRP等，将通过各种各样的方式，如应用接口、开发（封装）等，直接作为一个个对象（Object）被集成进来，使得分布在企业各个地方、各个应用中使用（运行）的所有产品数据得以高度集成、协调、共享，所有产品研发过程得以高度优化或重组。5.1.3PDM的应用领域制造业--汽车、飞机、船舶、计算机、家电、移动电话等；工程项目--建筑、桥梁、高速公路；工厂--钢铁厂、炼油厂、食品加工厂、制药厂、海洋平台等；基础设施--机场、海港、铁路运营系统、后勤仓储；公用事业--发电／电力设置、无线通讯、水／煤／气供应、有线电视网；金融--银行、证券交易及其它行业。PDM可触及现代企业的每个角落，每根神经。在企业内，只要是与产品数据打交道的人，都可以使用PDM。如果加以罗列的话，诸如总经理、厂长、总设计师、技术专家、项目经理、工程师、信息主管、设计人员、CAD/CAM/CAE使用者、系统管理员、会计、资产评估人员、采购人员以市场/营销人员等，几乎业界每个企事业单位的每个部门都可以用到PDM，都可能从中受益，这是企业管理的需要。应该说PDM是21世纪企业的必由之路。我们有理由这样认为，现代企业人涉足PDM，不是意愿问题，而只是时间问题。5.1.4PDM与企业人PDM实在是一种管得很宽的软件，凡是最终可以转换成计算机描述和存储的数据，它都可以兼收并蓄，一概管之。诸如：产品结构和配置；零件定义及设计数据；CAD几何造型文件和绘图文件；工程分析及验证数据；制造计划及规范；NC编程文件；图像文件（照片、造型图、扫描图等）；产品说明书；软件产品（程序、库、函数等零部件）；各种电子报表、成本核算、产品注释等；项目规划书；多媒体音像产品；硬拷贝文件；其他电子数据等。5.1.5PDM与企业数据PDM系统依据其功能性、系统独立性、规模性、开放性等区别而大致分为两类。一种是面向设计团队（项目组），针对具体开发项目，主要以一两种应用软件为特定集成内容，使用规模在几台至百台计算机左右，运行在局域网络环境中的PDM产品，我们称其为项目组级PDM。另一种PDM产品是高层次的企业级PDM系统。它具有我们前面讨论提到的所有功能，可按用户需求以任意规模组成多硬件平台、多网络环境、多数据库、多层分布式Server、多种应用软件一起集成的跨企业、跨地区的超大型PDM系统，为企业提供基于并行工程思想的完整解决方案。目前世界上只有极少数PDM系统具备这样的能力。如PTC公司的Winchill、SDRC的Metaphase、Inso的SherpaWorks等。5.1.6PDM的应用层次5.1.7PDM的基本功能1.产品项目管理模式及体系结构2.企业级工作流程管理3.工程图档管理及设计检索4.产品配置与变更管理5.与网络和数据库的接口5.1.8PDM软件选型功能的丰富性；系统的灵活性；系统的开放性；访问的时间性；规模的可调性；使用的方便性；技术的支持性；技术的潜在性；价格的合理性。5.1.9PDM的实施方法商用化PDM软件一般设计为由一个软件框架结构和一组工具构成，只有将企业实际的数据模型、组织模型、业务模型建立在该框架之中才能发挥作用。这些工作十分困难需要结合企业知识和专家经验。企业所有的活动围绕产品进行，而PDM建立的是一个企业范围的产品信息共享环境，将面对企业中不同领域和不同层次的用户，因此，提供良好的用户界面和持续不断的用户培训是保证PDM应用成功的一个重要因素。PDM要作到的绝不仅是为企业建立一个电子仓库和将业务流程自动化，它将在两者的基础上，为企业实现并行工程和企业业务再工程等新的管理哲理提供有力的支持，而这些才是企业提高劳动生产率的关键因素。因此，PDM具有潜在的改变企业文化的能力，它的实施需要企业从上而下的变革，需要高层领导的决心和全体人员的积极参与。1.PDM实施的定义所谓的实施是泛指将企业正在使用的各种应用软件及产生数据通过应用接口、封装以及集成的二次开发等多种形式，将其纳入到PDM框架体系中，并能使与产品有关的整个信息流在企业内（外）畅通无阻，得以共享，企业内部的业务过程的每个环节都能按轻重缓急得以有效的控制。2.PDM实施前提(1)企业对PDM确实有迫切需求，不是为了赶时髦；(2)企业高层领导对PDM的理解、指导和承诺，各级部门管理人员对实施PDM的支持；(3)实施PDM的目标明确、目的明确，并且拥有足够的资金投入；(4)企业应该有一定的现代化管理基础和基本的软硬件设施。3.PDM实施的基本方法PDM的实施是按照项目管理的方式组织开展的，简单地说就是对PDM实施项目的各项工作任务和各种资源，在时间进度和预算的控制下进行计划和管理，以实现项目的目标并分阶段报告项目进展和成果。开发厂商咨询公司PDM知识介绍企业需求分析项目目标制定方案评估选择软件及合作伙伴项目筹备小组项目实施小组高层领导项目实施人员培训框架系统安装客户化工作数据收集系统分析信息建模开发实现测试运行用户培训继续培训项目引导实施全面实施及改进项目引导实施评价阶段实施评价项目实施评价小组总体实施评价用户群体企业需要实施的内容原型企业需要实施的详细内容前期工作阶段决策阶段实施阶段（实施后期）图例说明操作步骤支持人员执行参加图5.1PDM项目实施过程简图4.PDM实施的主要内容和步骤5.2PDM软件及其应用情况PDM是CAD/CAE/CAM的集成平台。自70年代起，人们就开始研究CAD、CAPP、CAM之间数据和信息的集成问题，即3C集成技术。目前，PDM系统是最好的3C集成平台。PDM是并行工程的支撑环境：PDM作为支持并行工程的使能技术，首先能支持异构计算机环境，包括不同的网络与数据库；其次，能实现产品数据的统一管理与共享，提供单一的产品数据源；再次，PDM能方便地实现对应用工具的封装，便于有效地管理应用工具产生的信息，为应用系统之间的信息传递与交换提供平台；最后，它可以提供过程管理与监控，为并行工程中的过程集成提供了必要的支持。综合这四个方面，可以说，PDM在突出产品数据管理功能的基础上，正逐步完善其作为制造业领域集成框架的功能，为并行工程的实施提供更强有力的支持。5.2.1PDM产品概述(1)美国PTC公司的WindchillPDMWindchill是制造企业的产品和过程生命周期管理解决方案，它在通用Web框架的基础上集成了相关的知识应用程序，以帮助企业获取持久的竞争优势。管理产品生命周期循环的WindchillPDM,是包括产品和过程生命周期循环管理在内的面向需求的解决方案。独特的设计使其适于管理复杂多样、不断变化的信息，尤其适用于世界级的大型制造企业。Windchill基础框架（WindchillFoundation）是支持分布式异构平台Web模型的信息体系结构，其核心服务包括企业文档管理、生命周期管理、工作流和系统管理。这些核心功能有一定的层次划分并支持Windchill生命周期应用系列软件（Windchilllifecycleapplicationsuite）和Windchill信息模型器（WindchillInformationModeler），以加速全企业范围内产品设计过程中的信息流动。WindchillPDM作为生命周期应用系列软件中的一员，WindchillPDM为产品生命周期中与产品结构和更改控制相关的信息管理和通讯提供完全的支持；Windchill信息模型器提供专业化、面向对象的快速应用开发工具，以用于定制Windchill、创建和配置企业特有的生命周期应用。WindchillPDM完全建立在以Web为中心的、基于标准的、开放体系结构的WindchillFoundation基础之上。外观上和Windchill的其它系列组件一样，WindchillPDM是由一系列易于使用的Web页面组成，并带有商业Web浏览器提供的丰富的标准接口：Javaapplets、搜索引擎、URLs、集成email、上载/下载服务、与插入模块的集成、辅助软件、以及超链接到供应商和合作伙伴的数据库并在其中搜索信息的功能等。通过充分发挥WindchillFoundation局域网、Web和Java等的固有优点，WindchillPDM可以为您的企业开发和配置一套恰到好处的产品信息解决方案。Metaphase是一个企业级的PDM系统。它能使制造者管理、控制那些围绕新产品设计、开发及整个工程过程中的所有与产品相关的数据。Metaphase由一系列模块组成，形成了集成化的PDM系统，具有统一的软件体系结构，提供常规的用户界面、数据管理和系统管理。（2）美国SDRC公司的MetaphasePro/Intralink是由PTC开发的工作组级的产品数据管理系统。与Metaphase、Winchill等企业级PDM相比，首先，其范围很小仅支持工作组级的产品数据管理而不是企业级的；其次，不支持工作流管理、过程管理和零件分类管理等功能；它提供对Pro/Engineer的紧密集成；由于其工作范围较小，它所提供的功能的权限管理受一定限制。（3）PTC公司的Pro/Intralink：80年代以来，我国自行开发和研制了一些较优秀的二维CAD/CAM软件。但在PDM领域，我国尚处于起步阶段，已经有如高华公司、华中软件公司、同创、开思、东大软件、金银花等国内多家公司的PDM软件上市，并在很多相关单位应用实施的比较好，但因其在功能和结构上与国外同类产品还有相当差距，所以还不能称这些产品为功能全面的企业级PDM产品。2．国内PDM产品国外PDM产品是将产品